Интегрирующей сар скорости при ударном приложении нагрузки на валу электропривода

U_рс = U_зт = K_рс K_с _с = K_т i_с = K_т K_д M_с ,

откуда _с = (K_т K_д / K_рс K_с)M_с .

Подставляя в эту формулу выражение для K_рс и произведя сокращения, получим:

_с = (2T_c / J_пр)M_с ,

где J_пр – приведенный к валу двигателя момент инерции электропривода.

Таким образом, чем выше быстродействие ЗКРС (меньше T_c) и больше приведенный момент инерции, тем меньше статическая ошибка регулирования скорости. В двукратно интегрирующей системе статическая ошибка регулирования скорости отсутствует, т. е. она является астатической по нагрузке на валу электропривода. Максимальный динамический провал (выброс) скорости в такой системе можно оценить по эмпирической формуле:

_с = (1,9T_c / J_пр)M_с .

8.2. Синтез системы регулирования скорости “Генератор - двигатель постоянного тока”

Система “Г-Д” применяется для регулирования скорости мощных электроприводов (сотни кВт – единицы МВт) прокатных станов, бумагоделательных машин, компрессоров и др. В сравнении с мощными тиристорными системами управления электромашинные САУ несущественно снижают cos питающей электросети, не засоряют сеть высшими гармониками, а следовательно, не вызывают дополнительных потерь у других потребителей электроэнергии, однако имеют низкий к.п.д., большую установленную мощность, невысокое быстродействие, требуют больших производственных площадей.

Процедура синтеза системы регулирования скорости на основе электромашинного модуля “Г-Д” отличается от рассмотренной выше только в части синтеза САР тока якоря.

Применяют два варианта структур ЗКРТ:

• одноконтурная САР тока якоря;

• двухконтурная САР тока якоря с внутренним контуром

регулирования э.д.с. (напряжения) генератора.

Электромашинные системы регулирования скорости электроприводов постоянного тока чаще всего выполняются трехконтурными с подчиненными контурами регулирования тока якоря и напряжения генератора.

8.2.1. Одноконтурная сар тока якоря

Структурная схема САР приведена на рис. 8. 8.

Объект управления содержит 2 большие постоянные времени – T_г , T_э .

В результате применения типовой методики синтеза (см. гл. 8.1) получим:

Рис. 8.8. Структурная схема одноконтурной САР тока якоря

Синтезированный регулятор тока якоря имеет ПИД-структуру и компенсирует две БПВ объекта управления.

8.2.2. Двухконтурная сар тока якоря

Структурная схема САР приведена на рис. 8. 9.

Рис. 8.9. Структурная схема двухконтурной САР тока якоря

Внутренний контур регулирования э. д. с. (напряжения) генератора содержит регулируемый по цепи возбуждения генератор (Г), тиристорный возбудитель (ТВ) и регулятор возбуждения. Внешний контур регулирования тока якоря дополнительно содержит цепь параллельно соединенных якорей генератора и двигателя. Полагая, что требования к динамике контура регулирования напряжения генератора вполне могут удовлетворить динамическим показателям фильтра Баттерворта 2-го порядка, применим типовую методику структурно-параметрического синтеза контуров регулирования.

Регулятор напряжения генератора (РН) в соответствиие с данной методикой обладает ПИ-структурой

Передаточная функция замкнутого контура регулирования напряжения

(ЗКРН) с таким регулятором имеет вид:

г де T_н - постоянная времени регулирования ЗКРН, аппроксимированного апериодическим звеном первого порядка, T_н = 2T_{ н} .

Регулятор тока (РТ) якоря генератора в соответствиие с данной

методикой также обладает ПИ-структурой

Передаточная функция замкнутого контура регулирования тока якоря

( ЗКРТ) с таким регулятором имеет вид:

где T_т - постоянная времени регулирования ЗКРТ, аппроксимированного апериодическим звеном первого порядка, T_т= 2T_{ т} .

Процедура синтеза ЗКРС в системе “Г-Д” аналогична рассмотренной в разделе 8.4.1. Поскольку величина T_т в системе “Г - Д” с внутренним контуром регулирования напряжения в 2 - 3 раза больше, чем в системе “ТП - Д” (за счет дополнительной инерции внутреннего ЗКРН), здесь целесообразно применять компенсацию э.д.с. двигателя для повышения быстродействия САР в переходных режимах.